CN110566419B - 叶片锁定装置、轮毂、叶轮及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种叶片锁定装置、轮毂、叶轮及风力发电机组，叶片锁定装置包括基座、锁定件、弹性件和锁座。锁定件具有第一部位，锁定件活动连接于基座，弹性件置在基座和锁定件之间；在第一状态时，弹性件驱使锁定件的第一部位位于锁槽内；在第二状态时，锁定件的第一部位位于锁槽之外。叶片锁定装置能够借助叶片的变桨动作自动锁定叶片或解锁叶片，能够适用于更多的应用场景；该叶片锁定装置为纯机械结构，不需要任何电子器件，可靠性更高；由于该叶片锁定装置能够随时快速地完成锁定叶片和解锁叶片的动作，这进一步扩展了叶片锁定装置的应用场景，提升风力发电机组的日常运行工作的效率。

Description

叶片锁定装置、轮毂、叶轮及风力发电机组

技术领域

本申请涉及风力发电机组的技术领域，尤其涉及一种叶片锁定装置、轮毂、叶轮及风力发电机组。

背景技术

在风力发电机组中，某些情况下需要锁定叶片，以限制叶片相对于轮毂发生转动。现有技术中，通常需要人工操作来锁定叶片。例如，当需要锁定叶片时，工作人员进入叶轮将锁定销的一端与轮毂本体连接，另一端插入叶片或变桨轴承的槽口中；当需要解锁叶片时，工作人员再将锁定销的一端从叶片或变桨轴承的槽口中取出。

可见，现有的锁定叶片装置无法实现自动锁定和自动解锁，需要人工操作，这既增加了工作人员的安全风险，又无法提高操作效率；而且，锁定销只有在工作人员进入叶轮维护或更换驱动链上的零部件时才能发挥作用，其它场景下无法发挥锁定叶片的作用。

发明内容

本申请的目的在于提供一种叶片锁定装置、轮毂、叶轮及风力发电机组，用以解决现有的锁定叶片装置无法实现自动锁定和自动解锁的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种叶片锁定装置，包括基座、锁定件、弹性件和锁座。基座用于与轮毂本体固定连接。锁定件具有第一部位，锁定件活动连接于基座，弹性件置在基座和锁定件之间；在第一状态时，弹性件驱使锁定件的第一部位位于锁槽内；在第二状态时，锁定件的第一部位位于锁槽之外。

第二方面，本申请实施例提供了一种轮毂，包括轮毂本体、变桨轴承以及本申请实施例提供的叶片锁定装置，变桨轴承的固定圈与轮毂本体固定连接；叶片锁定装置的基座与轮毂本体固定连接，叶片锁定装置的锁座与变桨轴承的转动圈固定连接；叶片锁定装置的锁定件，位于转动圈的第一侧，且沿转动圈的径向与转动圈间隔设置；锁座中锁槽的沿径向的开口，指向转动圈的第一侧。

第三方面，本申请实施例提供了一种叶轮，包括叶片、轮毂本体、变桨轴承以及本申请实施例提供的叶片锁定装置；变桨轴承的固定圈与轮毂本体固定连接，变桨轴承的转动圈与叶片固定连接；叶片锁定装置的基座与轮毂本体固定连接，叶片锁定装置的锁座与叶片和转动圈中的至少一个固定连接；叶片锁定装置的锁定件，位于转动圈的第一侧，且沿转动圈的径向与转动圈间隔设置；锁座中锁槽的沿径向的开口，指向转动圈的第一侧。

第四方面，本申请实施例提供了一种风力发电机组，包括本申请实施例提供的轮毂或叶轮。

与现有技术相比，本申请具备如下优点：

在申请实施例中，叶片锁定装置能够借助叶片的变桨动作自动锁定叶片或解锁叶片，无需工作人员进入叶轮进行操作，既保证了工作人员的人身安全，又提高了锁定和解锁叶片的效率。另外，该叶片锁定装置为纯机械结构，不需要任何电子器件，可靠性更高。

而且，由于该叶片锁定装置能够随时快速地完成锁定叶片和解锁叶片的动作，这进一步扩展了叶片锁定装置的应用场景，提升风力发电机组的日常运行工作的效率。例如：当需要维护或更换驱动链上的零部件时，利用叶片锁定装置预先锁定叶片，之后工作人员在进入叶轮进行作业，工作人员在作业完成离开叶轮后，再利用叶片锁定装置锁定叶片；当遭遇恶劣天气(如台风等)时，利用叶片锁定装置快速地锁定叶片，避免风力发电机组被损坏；当风力发电机组完成顺桨时，利用叶片锁定装置锁定叶片，减小了驱动零部件的载荷，从而提高驱动零部件的疲劳寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施例提供的一种叶片锁定装置的结构示意图，叶片锁定装置在第一状态；

图2是图1中叶片锁定装置在其中一种第二状态时的示意图；

图3是图1中叶片锁定装置在另外一种第二状态时的示意图；

图4是本申请实施例提供的另一种叶片锁定装置的结构示意图，叶片锁定装置在第一状态；

图5是本申请实施例提供的又一种叶片锁定装置的结构示意图，叶片锁定装置在第一状态；

图6是本申请实施例提供的又一种叶片锁定装置的结构示意图，叶片锁定装置在第一状态；

图7是图1中叶片锁定装置去除锁座后的结构示意图；

图8是图4中叶片锁定装置去除锁座后的结构示意图；

图9是图5中叶片锁定装置去除锁座后的结构示意图；

图10是弹性件为扭力弹簧时，基座、锁定件和弹性件的一种装配示意图；

图11是图1中叶片锁定装置的锁座的结构示意图；

图12是图4中叶片锁定装置的锁座的结构示意图；

图13是图5中叶片锁定装置的锁座的结构示意图；

图14是本申请实施例提供的一种轮毂的结构示意图；

图15是图14中A处的局部放大图。

附图标号的说明如下：

100-锁定装置；

1-基座；

11-第一基板；12-第二基板；13-凸耳；

2-锁定件；

21-转轴；22-摆杆；221-第一杆件；222-第二杆件；201-条形导向孔

3-弹性件；

4-锁座；

401-锁槽；41-第一侧面；411-引导面；42-螺纹过孔；

5-导向杆；6-限位件；7-滚轮；

200-轮毂本体；

300-变桨轴承；

301-轴承内圈；3011-螺纹孔；302-轴承外圈；

400-驱动装置；500-轮毂。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请实施例提供了一种叶片锁定装置100，如图1至图6所示，包括基座1、锁定件2、弹性件3和锁座4。锁座4设置有锁槽401。锁定件2活动连接于基座1，弹性件3设置在基座1和锁定件2之间。

在第一状态时，弹性件3驱使锁定件2的第一部位位于锁槽401内。

在第二状态时，锁定件(2)的第一部位位于锁槽(401)之外。

叶片锁定装置100安装于风力发电机组时，基座1用于与轮毂本体固定连接，锁座4用于与叶片和变桨轴承的转动圈中的至少一个固定连接。可选地，基座1可以是轮毂本体的一部分，或者形成在轮毂上。风力发电机组执行变桨时，锁座4能够随叶片和转动圈转动，在锁座4转动的过程中，锁定件2的第一部位相对于锁座4具有三种位置，以图1至图3为例：在图1中，锁定件2的第一部位在锁座4的锁槽401内，此时叶片锁定装置100在第一状态，锁定件2的第一部位能够限制锁座4转动，也就限制了叶片相对于轮毂本体的转动，实现锁定叶片。

在图2中，锁定件2的第一部位与锁座4中与锁槽401相邻的部分接触，此时叶片锁定装置100在第二状态，锁座4仍然可以转动；图2所示的状态，可以表示锁定件2的第一部位刚刚脱离锁槽401，也可以表示锁定件2的第一部位即将进入锁槽401，还可以表示锁定件2的第一部位在该位置持续预设时间。

在图3中，锁定件2的第一部位未与锁座4发生接触，此时叶片锁定装置100在第二状态，锁座4仍然可以转动；图3所示的状态，可以表示锁定件2的第一部位刚刚脱离锁座4，也可以表示锁定件2的第一部位即将与锁座4接触，还可以表示锁定件2的第一部位在该位置持续预设时间。

应当说明的是，图4至图6所示的叶片锁定装置100都在第一状态，锁定件2的第一部位在锁座4的锁槽401内。

锁座4在随叶片和转动圈转动的过程中，叶片锁定装置100能够在第一状态和第二状态之间转换。由于锁定件2活动连接于基座1，因此锁定件2能够在锁座4或弹性件3的驱使下运动，从而使得锁定件2的第一部位进入或滑出锁槽401，以锁定或解锁叶片。具体地，在本申请实施例中，假设初始状态如图3所示，锁座4沿变桨轴承300的周向远离锁定件2。当需要锁定叶片时，叶片执行变桨，锁座4沿变桨轴承300的周向靠近锁定件2。如图2所示，当锁座4中与锁槽401相邻的部分与锁定件2的第一部位正对时，锁座4与锁定件2的第一部位接触使得弹性件3变形，弹性件3驱使锁定件2的第一部位抵顶锁座4中与锁槽401相邻的部分。锁座4继续沿变桨轴承300的周向转动使得锁槽401靠近锁定件2的第一部位，随着锁槽401逐渐靠近锁定件2的第一部位，弹性件3驱使锁定件2的第一部位逐渐进入锁槽401，如图1所示，当锁定件2的第一部位完全进入锁槽401时，叶片锁定装置100处于第一状态。由于锁定件2与基座1连接，且锁定件2的第一部位嵌在锁座4的锁槽401中，因此锁座4相对于锁座4固定，此时完成锁定叶片，限制了叶片相对于轮毂本体200发生转动。

当需要解锁叶片时，如图1所示，叶片锁定装置100在第一状态，锁定件2的第一部位在锁座4的锁槽401内。叶片再次执行变桨，使得锁座4沿变桨轴承的周向转动，由于锁座4施加给锁定件2的力大于弹性件3的回复力，因此弹性件3会发生变形，使得第一部位滑出锁槽401，如图2所示，锁座4中与锁槽401相邻的部分与锁定件2的第一部位正对，叶片锁定装置100处于第二状态，此时完成解锁叶片，叶片可以相对于轮毂本体转动。

本申请实施例提供的叶片锁定装置100能够借助叶片的变桨动作自动锁定叶片或解锁叶片，无需工作人员进入叶轮进行操作，既保证了工作人员的人身安全，又提高了锁定和解锁叶片的效率。另外，该叶片锁定装置100为纯机械结构，不需要任何电子器件，可靠性更高。

而且，由于该叶片锁定装置100能够随时快速地完成锁定叶片和解锁叶片的动作，这进一步扩展了叶片锁定装置100的应用场景，提升风力发电机组的日常运行工作的效率。例如：当需要维护或更换驱动链上的零部件时，利用叶片锁定装置100预先锁定叶片，之后工作人员在进入叶轮进行作业，工作人员在作业完成离开叶轮后，叶片锁定装置100可以保持锁定叶片，或者风力发电机组执行变桨以解锁叶片；当遭遇恶劣天气(如台风等)时，利用叶片锁定装置100快速地锁定叶片，避免风力发电机组被损坏；当风力发电机组完成顺桨时，利用叶片锁定装置100锁定叶片，减小了驱动零部件的载荷，从而提高驱动零部件的疲劳寿命。

叶片锁定装置100在风力发电机组中的安装位置可以参见图14和图15，图14和图15示出了风力发电机组的一种轮毂500的部分结构，轮毂500包括轮毂本体200、变桨轴承300、驱动装置400和本申请实施例提供的叶片锁定装置100。变桨轴承300包括固定圈和转动圈，固定圈固定连接于轮毂本体200，叶片可以固定连接于转动圈。驱动装置400与转动圈传动连接，驱动装置400驱动转动圈转动，使得转动圈带动叶片相对于轮毂本体200转动，实现变桨。

变桨轴承300的固定圈和转动圈，分别是变桨轴承300的轴承内圈301和轴承外圈302中的一个。在图15中，固定圈为轴承外圈302，转动圈为轴承内圈301，即轴承外圈302固定连接于轮毂本体200，叶片固定连接于轴承内圈301。驱动装置400与轴承内圈301传动连接，驱动装置400驱动轴承内圈301转动，使得轴承内圈301带动叶片相对于轮毂本体200转动，实现变桨。

在叶片锁定装置100中，基座1与轮毂本体200固定连接，锁定件2活动连接于基座1，因此锁定件2的安装位置相对于轮毂本体200和固定圈是固定不变的；锁座4与叶片和变桨轴承300的转动圈中的至少一个固定连接，因此叶片执行变桨时，锁座4能够随着叶片和转动圈相对于轮毂本体200和固定圈转动，从而能沿变桨轴承300的周向靠近或远离锁定件2，当锁座4相对于锁座4固定时，叶片和转动圈也相对于轮毂本体200，从而实现锁定叶片。

可选地，如图7和图8所示，在本申请实施例提供的叶片锁定装置100中，锁定件2包括转轴21和摆杆22，摆杆22具有第一部位。转轴21与基座1可枢转地连接，摆杆22连接于转轴21；弹性件3的一端与基座1连接，弹性件3的另一端与摆杆22连接。

可选地，弹性件3具有预设长度且能够伸缩。弹性件3可以为压缩弹簧、碟簧或橡胶条等蓄能器件。

可选地，基座1设置有轴孔，转轴21的端部设置基座1的轴孔内，使得转轴21与基座1可枢转地连接。

可选地，基座1设置有两个相对的凸耳13，凸耳13设置有轴孔，转轴21的两端分别设置在两个凸耳13的轴孔内，摆杆22连接于转轴21的中部。可选地，轴孔内还可以设置轴承，转轴21通过轴承设置在轴孔内。

可选地，基座1可以是轮毂本体的一部分，或者形成在轮毂本体上，在轮毂本体可设置凸耳13。

在图2中，凸耳13设置在基座1的顶面，沿平行于基座1的厚度方向凸出；在图5中，凸耳13设置在基座1的侧面，沿垂直于基座1的厚度方向凸出。

可选地，如图7和图8所示，在本申请实施例提供的叶片锁定装置100中，摆杆22包括第一杆件221和第二杆件222，第一杆件221具有第一部位。第一杆件221的一端连接于转轴21，第二杆件222的一端连接于第一杆件221，第二杆件222正对基座1的顶面。弹性件3的一端与基座1的顶面连接，弹性件3的另一端与第二杆件222中远离第一杆件221的位置连接。

第一杆件221的第一部位刚刚与锁座4接触时，第二杆件222向靠近基座1的方向摆动，弹性件3压缩；第一杆件221的第一部位进入锁槽401时，第二杆件222向远离基座1的方向摆动，弹性件3伸长。

可选地，在图7中，第一杆件221的一端连接于转轴21的中部，第一杆件221的另一端为第一部位。第二杆件222的一端与第一杆件221的中部连接，第二杆件222的另一端与弹性件3的一端连接，弹性件3的另一端与基座1的顶面连接。

可选地，在图8中，第一杆件221的一端连接于转轴21的中部，第一杆件221的另一端与第二杆件222的一端连接，第二杆件222的另一端与弹性件3的一端连接，弹性件3的另一端与基座1的顶面连接。第一杆件221中靠近中部的位置为第一部位。

可选地，如图8所示，本申请实施例提供的叶片锁定装置100还包括导向杆5。导向杆5设置于基座1且大致垂直于基座1的顶面，弹性件3靠近导向杆5。第二杆件222的远离第一杆件221的位置设有条形导向孔201，导向杆5伸入于条形导向孔201。

在图8中，弹性件3为压缩弹簧，弹性件3套设于导向杆5，弹性件3能够沿导向杆5压缩或伸长。当然，弹性件3也可以设置导向杆5之外。第二杆件222的一端与第一杆件221的一端连接，第二杆件222的另一端设置有条形导向孔201，第二杆件222中条形导向孔201的周边区域与弹性件3的一端抵接。条形导向孔201的长度大于导向杆5的外径，使得第二杆件222能够相对于导向杆5运动。

可选地，图5所示的叶片锁定装置100还包括限位件6。限位件6连接于导向杆5中远离基座1的一端，用于限制导向杆5脱离条形导向孔201。

导向杆5中远离基座1的一端穿过第二杆件222的条形导向孔201后，将限位件6连接在该端部，限位件6的外径大于条形导向孔201的最小内径，从而限制导向杆5脱离条形导向孔201。

可选地，限位件6与导向杆5螺纹连接，限位件6选用螺母，导向杆5中远离基座1的一端设置螺纹。导向杆5中远离基座1的一端穿过第二杆件222的条形导向孔201后，将限位件6旋入该端部。

可选地，如图9所示，在本申请实施例提供的叶片锁定装置100中，基座1包括第一基板11和第二基板12，第一基板11与第二基板12连接且形成预设角度，第一基板11用于与叶片和变桨轴承300的转动圈中的至少一个固定连接。

摆杆22正对第二基板12的顶面，摆杆22的一端连接于转轴21，摆杆22中远离转轴21的位置与弹性件3的一端连接，弹性件3的另一端与第二基板12的顶面连接。

可选地，第一基板11设置有两个相对的凸耳13，凸耳13设置有轴孔，转轴21的两端分别设置在两个凸耳13的轴孔内，摆杆22连接于转轴21的中部。可选地，轴孔内还可以设置轴承，转轴21通过轴承设置于轴孔内。

可选地，基座1可以是轮毂本体的一部分，或者形成在轮毂本体上，在轮毂本体可设置第一基板11、第二基板12和凸耳13。

在图9中，摆杆22的一端连接于转轴21的中部，摆杆22的另一端与弹性件3的一端连接，弹性件3的另一端与第二基板12的顶面连接。摆杆22的靠近转轴21的位置为第一部位。

摆杆22的第一部位刚刚与锁座4接触时，摆杆22向靠近基座1的方向摆动，弹性件3压缩；摆杆22的第一部位进入锁槽401时，摆杆22向远离基座1的方向摆动，弹性件3伸长。

可选地，如图9所示，本申请实施例提供的叶片锁定装置100还包括导向杆5。导向杆5设置于第二基板12且大致垂直于第二基板12的顶面，弹性件3靠近导向杆5。当然，弹性件3也可以设置导向杆5之外。摆杆22的远离转轴21的位置设有条形导向孔201，导向杆5伸入于条形导向孔201。

在图9中，弹性件3为压缩弹簧，弹性件3套设于导向杆5，弹性件3沿导向杆5压缩或伸长。摆杆22的一端与转轴21的中部连接，摆杆22的另一端设置有条形导向孔201，摆杆22中条形导向孔201的周边区域与弹性件3的一端抵接。条形导向孔201的长度大于导向杆5的外径，使得摆杆22能够相对于导向杆5运动。

图9所示的叶片锁定装置100也可以包括限位件6。限位件6连接于导向杆5中远离基座1的一端，用于限制导向杆5脱离条形导向孔201。

在图9中，导向杆5中远离基座1的一端穿过摆杆22的条形导向孔201后，将限位件6连接在该端部，限位件6的外径大于条形导向孔201的最小内径，从而限制导向杆5脱离条形导向孔201。

可选地，如图7至图8所示，本申请实施例提供的叶片锁定装置100还包括滚轮7。滚轮7设置于锁定件2的第一部位，用于与锁座4接触以进入或滑出锁槽401。

滚轮7可以减小锁定件2与锁座4之间的摩擦，一方面使得锁定件2的第一部位更顺畅地进入或滑出锁槽401，另一方面也可以减少锁定件2和锁座4的磨损。

可选地，滚轮7采用轴承。轴承的内圈套设于第一杆件221的第一部位，轴承的外圈用于与锁座4接触以进入或滑出锁槽401。

可选地，如图11至图13所示，在本申请实施例提供的叶片锁定装置100中，锁槽401设置在锁座4的第一侧面41，第一侧面41包括引导面411和锁槽401的锁槽壁，引导面411与锁槽401相邻。引导面411包括斜面或曲面中的至少一种。

应当说明的是，引导面411是锁座4中与锁槽401相邻的部分。在第二状态时，锁定件2的第一部位与引导面411抵接，或者与锁座4分离。

可选地，锁座4的第一侧面41包括两个引导面411，两个引导面411的一个边缘，分别与锁槽401的锁槽壁的一个边缘相邻。

可选地，如图11所示，引导面411包括倾斜的平面。

可选地，如图12和图13所示，引导面411包括曲面，该曲面向靠近锁定件2的一侧凸出。

当需要锁定叶片时，叶片执行变桨，锁座4沿变桨轴承300的周向靠近锁定件2。当锁座4的引导面411与锁定件2的第一部位正对时，引导面411与锁定件2的第一部位接触使得弹性件3变形，弹性件3驱使锁定件2的第一部位抵顶锁座4的引导面411。锁座4继续沿变桨轴承300的周向转动，锁定件2的第一部位从引导面411向锁槽401滑动，随着锁槽401逐渐靠近锁定件2的第一部位，弹性件3驱使锁定件2的第一部位逐渐进入锁槽401，由于锁定件2与基座1连接，同时锁定件2的第一部位嵌在锁座4的锁槽401，如图1所示，当锁定件2的第一部位完全进入锁槽401时，叶片锁定装置100处于第一状态。由于锁定件2与基座1连接，且锁定件2的第一部位嵌在锁座4的锁槽401中，因此锁槽401相对于锁座4固定，此时完成锁定叶片，限制了叶片相对于轮毂本体200发生转动。

可选地，如图3所示，锁座4呈板状，锁座4设置有螺纹过孔42，锁座4通过螺纹过孔42与转动圈或叶片固定连接。

在其中一种实施例中，如图10所示，弹性件3为扭力弹簧，锁定件2包括转轴21和摆杆22，摆杆22具有第一部位。转轴21与基座1可枢转地连接，摆杆22连接于转轴21。

扭力弹簧套设于转轴21，扭力弹簧的一个连接端与基座1连接，扭力弹簧的另一端与转轴21连接。

可选地，基座1设置有两个相对的凸耳13，凸耳13设置有轴孔，转轴21的两端分别设置在两个凸耳13的轴孔内，扭力弹簧的一个连接端与凸耳13连接，扭力弹簧的另一端与转轴21连接。

在其中一种实施例中，锁定件2不需要相对于基座1转动。可选地，在本申请实施例提供的叶片锁定装置100中，如图6所示，锁定件2与基座1滑动配合。弹性件3的一端与基座1连接，弹性件3的另一端与锁定件2连接。

锁定件2中远离弹性件的3端部为第一部位。锁座4刚刚与锁定件2的第一部位接触时，锁定件2向基座1所在的方向滑动，弹性件3压缩；锁定件2的第一部位进入锁座4的锁槽时，锁定件2向远离基座1的方向滑动。

应当说明的是，将本申请实施例提供的叶片锁定装置100安装在风力发电机组时，可以根据实际的空间布局的需要，选择上述至少一个实施例提供的叶片锁定装置100。由于叶片锁定装置100具有多种变形形式，使得叶片锁定装置100能够应用在多种类型的风力发电机组中，有利于推广使用。

可选地，选用图1、图4和图6所示的叶片锁定装置100，有助于在平行于变桨轴承300的轴线的方向节省空间；选用图5所示的叶片锁定装置100，有助于在垂直于变桨轴承300的轴线的方向节省空间。

基于同一发明构思，如图14和图15所示，本申请实施例还提供了一种轮毂500，包括轮毂本体200、变桨轴承300、驱动装置400以及本申请实施例提供的叶片锁定装置100，变桨轴承300的固定圈与轮毂本体200固定连接，驱动装置400与变桨轴承300的转动圈传动连接。

叶片锁定装置100的基座1与轮毂本体200固定连接，叶片锁定装置100的锁座4与变桨轴承300的转动圈固定连接

叶片锁定装置100的锁定件2，位于转动圈的第一侧，且沿转动圈的径向与转动圈间隔设置。锁座4中锁槽401的沿径向的开口，指向转动圈的第一侧。转动圈的第一侧，可以是转动圈在径向的外侧或内侧。

锁槽401在轴向贯穿锁槽401，使得锁槽401具有两个沿轴向的开口和一个沿径向的开口，将锁座4安装在变桨轴承300的转动圈上时，应当保证沿径向的开口指向转动圈的第一侧。

当然，锁槽401也可以仅具有一个沿径向的开口，锁槽401在轴向是封闭的。锁定件2的第一部位为沿径向凸出的凸起部，该凸起部能够通过锁槽401的沿径向的开口，伸入到锁槽401内；或者，锁定件2的第一部位设置滚轮7，滚轮7能够通过锁槽401的沿径向的开口，滚入到锁槽401内。驱动装置400能够驱动转动圈转动，使得转动圈带动叶片相对于轮毂本体200转动，实现变桨。

可选地，变桨轴承300的转动圈的端面设置有螺纹孔3011。锁座4呈板状，锁座4设置有螺纹过孔42。将锁座4放置在转动圈的端面，每个螺纹过孔42与一个螺纹孔3011对应，将螺栓穿过锁座4的螺纹过孔42旋入转动圈的螺纹孔3011中，使得锁座4与转动圈连接。

可选地，在本申请实施例中，锁座4可以采用螺栓连接在轮毂本体200，也可以采用焊接或粘接的方式连接于轮毂本体200。

变桨轴承300的固定圈和转动圈，分别是变桨轴承300的轴承内圈301和轴承外圈302中的一个。以图15为例，固定圈为轴承外圈302，转动圈为轴承内圈301，即轴承外圈302固定连接于轮毂本体200，叶片固定连接于轴承内圈301，驱动装置400与轴承内圈301传动连接。

锁定件2位于轴承内圈301的内侧，且沿轴承内圈301的径向与轴承内圈301间隔设置。锁槽401的沿径向的开口，指向轴承内圈301的内侧。锁定件2的第一部位在运动时，能够沿变桨轴承300的一个径向靠近或远离轴承内圈301。

可选地，基座1可以是轮毂本体200的一部分，或者形成在轮毂本体200上，在轮毂本体200可设置第一基板11、第二基板12和凸耳13。

本申请实施例提供的轮毂500，与前面的各实施例具有相同的发明构思及相同的技术效果。

应当说明的是，一个轮毂500包括一个轮毂本体200，一个轮毂本体200配置至少两个变桨轴承300，每个变桨轴承300可以配置至少一个驱动装置400，叶片锁定装置100的数量通常与变桨轴承300的数量相同。图14和图15示出的是其中一个变桨轴承300位置处的结构，其他变桨轴承300位置处的结构与图14和图15所示的结构类似，此处不再赘述。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种叶轮，包括叶片(图中未示出)、图14中所示的轮毂本体200和变桨轴承300、驱动装置400以及本申请实施例提供的叶片锁定装置100。

变桨轴承300的固定圈与轮毂本体200固定连接，变桨轴承300的转动圈与叶片固定连接，驱动装置400与变桨轴承300的转动圈传动连接。叶片锁定装置100的基座1与轮毂本体200固定连接，叶片锁定装置100的锁座4与叶片和转动圈中的至少一个固定连接。

叶片锁定装置100的锁定件2，位于转动圈的第一侧，且沿转动圈的径向与转动圈间隔设置。锁座4中锁槽401的沿径向的开口，指向转动圈的第一侧。转动圈的第一侧，可以是转动圈在径向的外侧或内侧。

锁槽401在轴向贯穿锁槽401，使得锁槽401具有两个沿轴向的开口和一个沿径向的开口，将锁座4安装在变桨轴承300的转动圈上时，应当保证沿径向的开口指向转动圈的第一侧。

当然，锁槽401也可以仅具有一个沿径向的开口，锁槽401在轴向是封闭的。锁定件2的第一部位为沿径向凸出的凸起部，该凸起部能够通过锁槽401的沿径向的开口，伸入到锁槽401内；或者，锁定件2的第一部位设置滚轮7，滚轮7能够通过锁槽401的沿径向的开口，滚入到锁槽401内。驱动装置400能够驱动转动圈转动，使得转动圈带动叶片相对于轮毂本体200转动，实现变桨。

可选地，若锁座4与转动圈固定连接，变桨轴承300的转动圈的端面设置有螺纹孔3011。锁座4呈板状，锁座4设置有螺纹过孔42。将锁座4放置在转动圈的端面，每个螺纹过孔42与一个螺纹孔3011对应，将螺栓穿过锁座4的螺纹过孔42旋入转动圈的螺纹孔3011中，使得锁座4与转动圈连接。

可选地，锁座4也可以采用焊接或粘接的方式与转动圈连接。

可选地，若锁座4与叶片固定连接，叶片的根部的端面设置有螺纹孔。锁座4呈板状，锁座4设置有螺纹过孔42。将锁座4放置在叶片的根部的端面，每个螺纹过孔42与一个螺纹孔对应，将螺栓穿过锁座4的螺纹过孔42旋入叶片的根部的螺纹孔中，使得锁座4与叶片连接。

可选地，锁座4也可以采用焊接或粘接的方式与叶片连接。

可选地，在本申请实施例中，锁座4可以采用螺栓连接在轮毂本体200，也可以采用焊接或粘接的方式连接于轮毂本体200。

变桨轴承300的固定圈和转动圈，分别是变桨轴承300的轴承内圈301和轴承外圈302中的一个。以图15为例，固定圈为轴承外圈302，转动圈为轴承内圈301，即轴承外圈302固定连接于轮毂本体200，叶片固定连接于轴承内圈301，驱动装置400与轴承内圈301传动连接。

锁定件2位于轴承内圈301的内侧，且沿轴承内圈301的径向与轴承内圈301间隔设置。锁槽401的沿径向的开口，指向轴承内圈301的内侧。锁定件2的第一部位在运动时，能够沿变桨轴承300的一个径向靠近或远离轴承内圈301。

可选地，基座1可以是轮毂本体200的一部分，或者形成在轮毂本体200上，在轮毂本体200可设置第一基板11、第二基板12和凸耳13。

本申请实施例提供的叶轮，与前面的各实施例具有相同的发明构思及相同的技术效果。

应当说明的是，一个叶轮包括一个轮毂本体200和至少两个叶片，变桨轴承300的数量与叶片的数量相同，每个变桨轴承300可以配置至少一个驱动装置400，叶片锁定装置100的数量通常与叶片的数量相同。图14和图15示出的是其中一个变桨轴承300位置处的结构，其他变桨轴承300位置处的结构与图14和图15所示的结构类似，此处不再赘述。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种风力发电机组，包括本申请实施例提供的轮毂或叶轮。

本申请实施例提供的风力发电机组，与前面的各实施例具有相同的发明构思及相同的技术效果。

应用本申请实施例，至少具备如下技术效果：

1、本申请实施例提供的叶片锁定装置能够借助叶片的变桨动作自动锁定叶片或解锁叶片，无需工作人员进入叶轮进行操作，既保证了工作人员的人身安全，又提高了锁定和解锁叶片的效率。另外，该叶片锁定装置为纯机械结构，不需要任何电子器件，可靠性更高。

而且，由于该叶片锁定装置能够随时快速地完成锁定叶片和解锁叶片的动作，这进一步扩展了叶片锁定装置的应用场景，提升风力发电机组的日常运行工作的效率。例如：当需要维护或更换驱动链上的零部件时，利用叶片锁定装置预先锁定叶片，之后工作人员在进入叶轮进行作业，工作人员在作业完成离开叶轮后，再利用叶片锁定装置锁定叶片；当遭遇恶劣天气(如台风等)时，利用叶片锁定装置快速地锁定叶片，避免风力发电机组被损坏；当风力发电机组完成顺桨时，利用叶片锁定装置锁定叶片，减小了驱动零部件的载荷，从而提高驱动零部件的疲劳寿命。

2、在本申请实施例中，滚轮设置于锁定件的第一部位，滚轮可以减小锁定件与锁座之间的摩擦，一方面使得锁定件的第一部位更顺畅地进入或滑出锁槽，另一方面也可以减少锁定件和锁座的磨损。

3、在本申请实施例中，导向杆和限位件能够限制锁定件的运动方向和运动行程，保证了锁定件的第一部位能够正常地进入到锁槽中，提高了叶片锁定装置的可靠性。

4、在本申请实施例中，叶片锁定装置具有多种变形形式，使用时可以根据实际的空间布局的需要选择对应结构形式，这使得叶片锁定装置能够应用在多种类型的风力发电机组中，有利于推广使用。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个及以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种叶片锁定装置，其特征在于，包括基座(1)、锁定件(2)、弹性件(3)和锁座(4)；所述锁座(4)设置有锁槽(401)；所述锁定件(2)具有第一部位；

在第一状态时，所述弹性件(3)驱使所述锁定件(2)的第一部位位于所述锁槽(401)内；

在第二状态时，所述锁定件(2)的第一部位位于所述锁槽(401)之外；

所述锁定件(2)包括转轴(21)和摆杆(22)，所述摆杆(22)具有所述第一部位；所述转轴(21)与所述基座(1)可枢转地连接，所述摆杆(22)连接于所述转轴(21)；所述弹性件(3)的一端与所述基座(1)连接，所述弹性件(3)的另一端与所述摆杆(22)连接；

所述摆杆(22)包括第一杆件(221)和第二杆件(222)，所述第一杆件(221)具有所述第一部位，所述第一杆件(221)的一端连接于所述转轴(21)，所述第二杆件(222)的一端连接于所述第一杆件(221)，所述第二杆件(222)正对所述基座(1)的顶面，所述弹性件(3)的一端与所述基座(1)的顶面连接，所述弹性件(3)的另一端与所述第二杆件(222)中远离所述第一杆件(221)的位置连接；或，所述基座(1)包括第一基板(11)和第二基板(12)，所述第一基板(11)与所述第二基板(12)连接且形成预设角度，所述摆杆(22)正对所述第二基板(12)的顶面，所述摆杆(22)的一端连接于所述转轴(21)，所述摆杆(22)中远离所述转轴(21)的位置与所述弹性件(3)的一端连接，所述弹性件(3)的另一端与所述第二基板(12)的顶面连接。

2.根据权利要求1所述的叶片锁定装置，其特征在于，还包括导向杆(5)；所述导向杆(5)设置于所述基座(1)且大致垂直于所述基座(1)的顶面，所述弹性件(3)靠近所述导向杆(5)；

所述第二杆件(222)的远离所述第一杆件(221)的位置设有条形导向孔(201)，所述导向杆(5)伸入于所述条形导向孔(201)。

3.根据权利要求1所述的叶片锁定装置，其特征在于，还包括导向杆(5)；所述导向杆(5)设置于所述第二基板(12)且大致垂直于所述第二基板(12)的顶面，所述弹性件(3)靠近所述导向杆(5)；

所述摆杆(22)的远离所述转轴(21)的位置设有条形导向孔(201)，所述导向杆(5)伸入于所述条形导向孔(201)。

4.根据权利要求2或3所述的叶片锁定装置，其特征在于，还包括限位件(6)；所述限位件(6)连接于所述导向杆(5)中远离所述基座(1)的一端，用于限制所述导向杆(5)脱离所述条形导向孔(201)。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的叶片锁定装置，其特征在于，还包括滚轮(7)；所述滚轮(7)设置于所述锁定件(2)的所述第一部位，用于与所述锁座(4)接触以进入或滑出所述锁槽(401)。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的叶片锁定装置，其特征在于，所述锁槽(401)设置在所述锁座(4)的第一侧面(41)，所述第一侧面(41)包括引导面(411)和所述锁槽(401)的锁槽壁，所述引导面(411)与所述锁槽(401)相邻；所述引导面(411)包括斜面或曲面中的至少一种；

在所述第二状态时，所述锁定件(2)的第一部位与所述引导面(411)抵接，或者与所述锁座(4)分离。

7.一种轮毂，其特征在于，包括轮毂本体(200)、变桨轴承(300)、驱动装置(400)以及如权利要求1-6中任一项所述的叶片锁定装置(100)，所述变桨轴承(300)的固定圈与所述轮毂本体(200)固定连接，所述驱动装置(400)与所述变桨轴承(300)的转动圈传动连接；

所述叶片锁定装置(100)的基座(1)与所述轮毂本体(200)固定连接，所述叶片锁定装置(100)的锁座(4)与所述变桨轴承(300)的转动圈固定连接；

所述叶片锁定装置(100)的锁定件(2)，位于所述转动圈的第一侧，且沿所述转动圈的径向与所述转动圈间隔设置；

所述锁座(4)中锁槽(401)的沿径向的开口，指向所述转动圈的第一侧。

8.一种叶轮，其特征在于，包括叶片、轮毂本体(200)、变桨轴承(300)、驱动装置(400)以及如权利要求1-6中任一项所述的叶片锁定装置(100)；

所述变桨轴承(300)的固定圈与所述轮毂本体(200)固定连接，所述变桨轴承(300)的转动圈与所述叶片固定连接，所述驱动装置(400)与所述变桨轴承(300)的转动圈传动连接；

所述叶片锁定装置(100)的基座(1)与所述轮毂本体(200)固定连接，所述叶片锁定装置(100)的锁座(4)与所述叶片和所述转动圈中的至少一个固定连接；

所述叶片锁定装置(100)的锁定件(2)，位于所述转动圈的第一侧，且沿所述转动圈的径向与所述转动圈间隔设置；

所述锁座(4)中锁槽(401)的沿径向的开口，指向所述转动圈的第一侧。

9.一种风力发电机组，其特征在于，包括如权利要求7所述的轮毂或如权利要求8所述的叶轮。

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